专业名词背后有故事 生命科学十大进展其实不难懂

　　1月10日，中国科协评选出2019年度“中国生命科学十大进展”，发表于顶级期刊并产生广泛影响的科学发现入选。一如既往地，读着诸如“破解硅藻光合膜蛋白超分子结构”“单碱基基因编辑造成大量脱靶效应及其优化解决方法”等满是专业名称的专业用词，很多人表示“很难懂”。但它们经过专家讲解，中小学生们也能听得津津有味。

　　“在去年举办的进展交流会暨青少年科普报告会上，很多孩子提出的问题说明动了脑筋，也消化了这些理论，很有思想，让科学家们都很惊诧。”中国科协生命科学学会联合体秘书长王小宁表示，实际上，这些成果不仅是学术上的重大进展，也为我们揭示了很多生命科学的奥秘，理解它们并不难。

　　为了便于理解，科技日报记者梳理了其中有特色的几个，讲述其蕴含的生命故事，打破生命科学重大进展难理解的形象。

　　最阳光通透：硅藻“吃光机”结构被看清

　　除了陆生植物，水下的藻类也能进行光合作用，“吃掉”阳光，转变出有机物和氧气。其中最“成功”的浮游光合生物当属海洋中的硅藻了。

　　当选十大的“破解硅藻光合膜蛋白超分子结构和功能之谜”正是解答了什么精巧的结构，让硅藻能够“埋头”在水里还能进行光合作用。

　　中国科学院植物研究所沈建仁、匡廷云研究团队在国际上首次解析了硅藻捕光天线膜蛋白，这“团”蛋白不仅能高效捕获蓝绿光、高效传递和转化光能，还能够起到光保护的作用。

　　首先要说明这是一“团”蛋白，就好像工厂机器，是有组合和流水线的。因此很多人形象地称生物体里承担某一生命互动功能地蛋白为“蛋白工厂”，而学术上称为“蛋白复合体”，因为复合体的组成很像乐高拼插，只不过零件是单个蛋白。

　　此次解析是超高精度的解析，类似于用一个几百万倍的放大镜把硅藻上的“吃光机”零部件一个齿轮一个齿轮地看清楚。

　　“把蛋白质复合物提出来以后，我们用冷冻电镜了解它的结构，它的结构非常复杂，包括70个蛋白质。”沈建仁说。这70个蛋白质“零件”却与乐高零件完全不同，它不是规则的，而是枝枝杈杈的，电子云团互相作用，互相协同，完成了吸收光能把水分解成氧气、转移电子、释放能量等一系列任务。

　　但要看清原子、电子之间的作用，冷冻电镜只能看到个模糊的轮廓，就好像从千米高空俯视群岛轮廓，要看到有哪些港口、怎么吞吐运送“货物”（电子）还需要更高的精度。团队随后用蛋白结晶衍射法将蛋白质复合物的结构精度做到了1.8埃（10-10米）的高分辨率，原子直径的数量级大约是1埃，在这个精度上每个原子清晰可见。

　　为什么要对一个硅藻细胞膜上的蛋白质“团”大费周章呢？中国科学院院士匡廷云给出答案：“光合作用是地球上最大规模的利用光能、化学能把二氧化碳和水变成有机物储存在体内的生命活动。海洋生态系统的低等植物每年通过光合作用合成的干物质是2200亿吨，人类每年的耗能仅仅占这一总量的1/10。硅藻的光合作用贡献了地球上每年约20%的原初生产力。它们之所以能起这么大的作用，主要跟硅藻光合膜蛋白的结构与功能密切相关。”

　　据介绍，解析的岩藻黄素已经用在减肥药品中，并在推进临床试验。未来，这些看似遥远的蛋白，究竟能在显示生活中起到哪些作用，在人类体内又有哪些功效，期待更多的研究和验证。

　　最亲近自然：那头麋鹿有一双抗癌的角

　　提到鹿，人们总会想起它亭亭玉立，竖耳静听，一双通灵般的眼睛警觉地望向前方，鹿角蜿蜒挺立头顶。

　　这幅静美的图画里，其实是旺盛而独特的生命活动

　　“鹿科动物有一个特征，它是癌症发生率最低的动物，但它角上的细胞却具有比癌细胞还旺盛的繁殖能力，是唯一能够完全再生的哺乳动物器官。”西北工业大学教授王文说，这个奇特现象背后的奥秘将和人类的健康息息相关。